CN101182825B - 用于高压泵的燃料调节和过滤装置 - Google Patents
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Abstract
一种装置,包括承载过滤体(37)并可拆卸地容纳在外壳(41)内的至少一个筒(38)。所述装置还包括用于计量燃料的关断型电磁阀(27)和所述燃料的压力控制阀(32)。电磁阀(27)和压力控制阀(32)容纳在与泵(7)分离的块(54)内,或者固定至筒(38)的外壳(41)或与所述外壳(41)形成为一体。外壳(41)具有盖子(46),用于与输送管(10)连接的接管(52)安装在盖子(46)上。块(54)包括两个接管(62和72),以将电磁阀(27)和压力控制阀(32)连接到泵(7),并包括一组内管(63),以在燃料的流动方向上将电磁阀(27)连接在控制阀(32)的上游。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机喷射系统内高压泵的燃料调节和过滤装置。
背景技术
众所周知,上述类型的燃料喷射系统包括用于从通常的油箱泵出燃料并将其传送至高压泵的低压燃料泵。其将受压的燃料发送到与各种发动机气缸喷射器连接的公共轨道。该系统还包括燃料过滤器和用于控制轨道燃料压力的装置。
喷射系统内的高压泵公知为具有各种流量类型控制以避免泵入超过喷射器所需量的燃料,从而降低高压泵的工作量,由此提高发动机的效率。在公知的系统中,高压泵流量由设置在泵的输入管上并由控制单元控制的关断型电磁阀根据发动机的操作条件计量。
还提出了在高压泵的输入管内插入适于将关断型电磁阀上游的燃料压力调节到预定值的控制阀。该控制阀将接收自低压泵的过量的燃料发送到高压泵的通用容器,燃料由该容器排放到燃料罐内。通过这种方式,过量的燃料在返回到燃料罐之前对所述泵的操作机构进行润滑和冷却。此外,为了避免负载损耗以及两个泵之间的液压共振波,所述用于输入的关断型电磁阀和燃料压力控制阀必须彼此设置为尽可能的近。
在公知技术的高压泵中,燃料过滤器通常设置在低压泵和高压泵之间。此外,关断型电磁阀和压力控制阀与高压泵形成为一体,并容纳在公共外壳内,所述公共外壳包括形成通常的泵体的高压曲轴箱,所述泵体内容纳各种泵组件。但是,这种整合方式在使得调节阀和关断阀的水力连接相当复杂。由此,所述泵体显得相当笨重,从而其制造较为复杂并且成本较高。
对于喷射系统必须组装在通常的发动机壳体内的汽车发动机来说,显然难以在发动机头部的通常的公共轨道附近找到用于容纳所述高压泵的空间。最终,正如人们所公知的,关断型电磁阀包括某些精细的电子组件,某些可变形的电连接器,以及某些通常由铸铁形成的、与泵体相比易于破碎的其他部分。电磁阀在组装到发动机的过程中以及在汽车发生碰撞或意外事故的过程中均可能受到损坏,从而危及其操作。在汽车发生意外事故的情况下,更容易产生危险的燃料泄漏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于喷射系统的高压泵的燃料调节和过滤装置,其易于制造和组装,并具有较低的成本,同时去除了现有技术中所述装置的缺点。
根据本发明,通过提供一种用于内燃机喷射系统内高压泵的燃料调节和过滤装置来实现上述目的,所述装置包括:至少一个过滤器;关断型电磁阀,用于计量由所述过滤器提供给所述泵的燃料;以及过滤后燃料的压力控制阀,所述过滤器包括由筒承载的过滤体,所述筒可拆卸地容纳在相应的外壳内,其特征在于,所述电磁阀和所述控制阀容纳在固定在所述外壳上的、与所述泵分离的块内,所述块包括来自于所述电磁阀的燃料的出口接管,所述出口接管通过输入管与所述泵的输入阀连通,所述控制阀的输出通过所述块的另一个出口接管与所述控制阀的输出管连通,所述控制阀的所述输出管适于与所述泵的曲轴箱液压连接。
附图说明
为了使得本发明得到更好的理解,以下将结合附图,通过示例的方式对优选实施方案进行描述,其中:
图1是包括根据本发明的燃料调节和过滤装置的喷射系统的部分视图;
图2是所述调节和过滤装置的俯视立体图;
图3是图2中装置的俯视图;
图4是沿着图3的IV-IV线获取的剖视图;
图5是沿着图3的V-V线获取的剖视图。
具体实施方式
参照图1,标号6表示用于内燃机的燃料喷射系统,所述内燃机包括与通常的受压燃料公共轨道连接的多个喷射器(图2中未示出),例如四冲程柴油循环发动机。高压泵(通常由标号7表示)通过输送管8为公共轨道提供高压燃料。低压泵(例如泵9)通过泵7的输送管10为高压泵7提供低压燃料。泵9通常设置在燃料罐11内,喷射系统内的过量燃料的排放管12通向燃料罐11。
输送管10上设置有过滤器14,用于防止将低压泵9泵入的燃料内可能存在的杂质引入泵7。各个喷射器适于在电子控制单元16的控制下,在各个时间向相应的汽缸内喷射不同量的燃料,控制单元16可由通常的发动机微处理器控制单元形成。控制单元16以公知的方式,通过执行与发动机的操作条件相对应的信号来控制喷射器和公共轨道内的燃料压力。
高压泵7包括至少一个由具有输入腔室20的汽缸19形成的泵组件18,活塞21以由进气冲程和输出冲程形成的往复运动在汽缸19内滑动。具体地,在图1中,泵7包括两个泵组件18,各个泵组件具有设置有相应的输入阀25和输出阀30的压缩腔室20。阀25和30可为球形,并可分别设置有记忆弹簧。如以下将详细描述的,两个输入阀25与双向(reciprocally)公共输送管10连通,而两个输出阀30与输出管8连通,并与公共输送管10连通。
活塞21由致动机构26操作,致动机构26容纳在位于曲轴箱22内的隔室35内。在图1中,两个泵组件18彼此同轴并且相对,并且致动机构26包括由轴23承载的单向凸轮22,从而活塞21被致动为彼此偏移180°。可通过任何公知方式,例如通过通常的发动机曲轴、利用传动装置对轴22进行致动。
高压泵7的流量由开-关类型的计量型或关断型电磁阀27控制,电磁阀27设置有通过相应的输入管31与输送管10连通的入口29,以及与输入阀25连通的出口28。电磁阀27适于在输入冲程和压缩冲程过程中,根据发动机的工作条件,通过控制单元16利用频率调节和/或占空控制信号,相对于泵组件18的运动以同步或异步方式致动。所述工作条件决定泵7需要通过管31输入的燃料的量。
输送管10上还设置有压力控制阀32,用于使得通过低压泵9连续泵出提供的燃料压力保持恒定。具体地,压力控制阀32为球形和弹簧型,并设置有与输送管10连通的入口34。阀32通过输出管36将过量的燃料发送到泵7的曲轴箱33的隔室35内,以对致动机构进行冷却和润滑。进入到隔室35内的过量燃料通过与排放管12连通的输出管36’返回到罐11内。
过滤器14包括由公知的特定材料(例如纸或毡)制成的过滤体37(图4)。过滤体37容纳在金属材料筒38(图2和图3)内,金属材料筒38由基本为柱形的侧壁39形成,侧壁39具有直径减小的下部40,筒38的两端均为开放的。
过滤器14适于可拆卸地容纳在基本为柱形的、与泵7的本体相独立的外壳41内。外壳41具有柱形壁42和轴线A,其具有直径减小的下部43,适于部分地容纳壁39的部分40,同时具有较大的空隙,从而限定出间隙44。外壳41具有封闭的下壁45,并进一步设置有平的上壁或盖46,上壁或盖46以公知的方式,例如通过卡销或扣件(图中未示出)可拆卸地连接至外壳41的壁42,以允许替换筒38。
过滤体37在外壳41内限定出与间隙44毗邻的下腔室47,以及由盖子46界定的上腔室48。平行于轴线A的导管49由其穿过,导管49的一侧通向下腔室47,另一侧适于与盖子46所承载的同轴管51流体密封地结合。导管51从盖子46的自由部分50突出,形成适于与输送管10连接的入口接管52(仍参见图1)。平行于导管51的套筒53也穿过盖子46,其底部通向上腔室48内,而顶部从盖子46本身突出。
关断型电磁阀27(图5)容纳在基本为棱柱型的块54的圆柱形座56内,块54以公知的方式固定在盖46上,覆盖盖46的其他部分60并留出接管52。座56具有与轴线A垂直的轴线,并且仅部分地容纳电磁阀27,从而可实现与控制单元16以及与电源的电连接。电磁阀27通过螺丝55可拆卸地安装在块54内。如下所述,座56与电磁阀27的本体形成了与电磁阀27的入口29连通的环形腔室57。环形腔室57使得当电磁阀27关闭时来自过滤体37的燃料可穿过电磁阀27的入口,从而保证流向压力控制阀32的燃料的流量连续。
块54还设置有平行于轴线A并且适于至少部分地容纳柱形体59的圆柱形座58(图4),控制阀32包含在柱形体59内。本体59承载阀32的入口34和出口接管62。接管62平行于轴线A并从块54突出。其适于以公知方式连接到输出管36,以将阀32排放出的燃料发送到曲轴箱33的隔室35。
块54具有一组内管,其整体由标号63表示,所述内管适于使过滤器14的出口(由套筒53表示)与电磁阀27的入口29以及阀32的入口34连通。具体地,所述一系列管63包括通向座56的环形腔室57、并且与套筒53流体密封地连通的轴向管部分64。电磁阀27的入口与公知的方式与环形腔室57连通。
环形腔室57还与径向管66连通,径向管66出于技术的原因由帽67封闭。径向管66通过其他的轴向管68与阀32的入口接管34连通。因此,电磁阀在燃料的流动方向上被设置在阀32的上游。包括环形腔室57以及导管66和68(包含在电磁阀27的入口29与阀32的入口34之间)的所述一组导管63的部分的尺寸被设置为可在使用中保证电磁阀27处的入口29的燃料流量,并且当电磁阀27关闭时,可配置朝向压力控制阀32的泵9的整体流量。
最后,电磁阀27的出口28(图5)与通向套筒71的、块54的轴向管69连通,平行于轴线A的出口接管72流体密封的插入在其内。出口接管72在使用中被设置为通过输入管31在泵组件18的输入阀25(仍参见图1)之间连通。
通过所述调节和过滤装置的燃料的流量如下所述地实现。
如上所述,由低压泵9(图1和图4)泵出的燃料全部到达入口接管52,并通过过滤体37的导管49到达外壳41的下腔室47。在经过过滤体37后,燃料通过套管53进入块54并到达环形腔室57。由于低压泵所泵出的燃料的量经常大于高压泵7的入口29处所需的量,因此过量的燃料将使得输入管68内压向控制阀32的压力增加,从而使得控制阀32打开。导管68内压力的增加由压力阀32的弹簧平衡,由此,当导管68内施加在阀上的压力与弹簧的预载量相对应时,将达到平衡的状态。因此,该燃料到达壳体33的腔室35,从而连续润滑并冷却泵组件18的制动机构26。
然后,关断型电磁阀27在控制单元16的控制下连续地打开并关闭,从而使得仅有喷射器所需的(根据发动机的工作条件)燃料通过的、朝向泵7的通道打开。但是,当电磁阀27关闭时,不仅燃料在入口29与环形腔室57相交的部分处的流量连续,并且该流量通常会增大,这是由于在这些时期由低压泵9发送的所有燃料均由压力控制阀32排放。
当电磁阀27再次打开时,在所述的一组导管63内、特别是在环形腔室57内,将具有相当流量的燃料,从而燃料将具有运动部分并易于通过电磁阀27的入口29流动。
通过以上描述可以看出,与现有技术相比,根据本发明的燃料调节和过滤装置1的优点是显而易见的。具体地,泵7的本体非常易于制造,这是因为所有的连接部分63现在已被转换至除了泵本体之外的外壳,从而减少了大量的内部液压连接部分。此外,泵体变得更轻,因为其不再需要包含用于容纳关断型电磁阀27和压力控制阀32的附属物或者突出部分。
在任何情况下均可获得喷射系统的重量减轻,因为设置在低压泵上的调节装置的组件的支撑块54可由较轻的材料制成,并且其厚度可以降低。此外,由于高压泵7本身尺寸的降低,必须非常靠近受压燃料公共轨道、从而也必须靠近发动机头部的发动机外壳内的泵7的组件被大大简化。
此外,由于压力控制阀32和关断型电磁阀37可以设置在块54内,因此它们相对地彼此更为接近,从而从液压的观点来看,可获得最佳的操作,避免在它们之间出现压力下降,并且降低由于电磁阀27的致动所引起的压力波。最后,块54和外壳41可以以最佳位置设置在发动机舱内,以降低由于可能的汽车事故所导致的影响。
应该理解,在不背离权利要求范围的情况下,可对上述调节和过滤装置进行各种调整和改进。例如,块54可以从外壳41分离,并通过简单的导管与外壳41相连。此外,压力控制阀32可被省略,块54可以仅包括电磁阀27。压力控制阀32也可设置在电磁阀27的上游而非如图中所示的下游。最后,在泵7的外壳具有如图1所示的两个泵组件18、或者三个径向泵组件的情况下,对于每个泵组件18来说,块54可以设置有对应于电磁阀27的入口29,其中电磁阀27与过滤器14的特定的输出管53连通。
Claims (12)
1.一种用于内燃机喷射系统(1)内高压泵(7)的燃料调节和过滤装置,包括:至少一个过滤器(14);关断型电磁阀(27),用于计量由所述过滤器(14)提供给所述泵(7)的燃料;以及过滤后燃料的压力控制阀(32),所述过滤器(14)包括由筒(38)承载的过滤体(37),所述筒(38)可拆卸地容纳在相应的外壳(41)内,其特征在于,所述电磁阀(27)和所述控制阀(32)容纳在固定在所述外壳(41)上的、与所述泵(7)分离的块(54)内,所述块(54)包括来自于所述电磁阀(27)的燃料的出口接管(72),所述出口接管(72)通过输入管(31)与所述泵(7)的输入阀(25)连通,所述控制阀(32)的输出通过所述块(54)的另一个出口接管(62)与所述控制阀(32)的输出管(36)连通,所述控制阀(32)的所述输出管(36)适于与所述泵(7)的曲轴箱(33)液压连接。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述块(54)固定至所述外壳(41)或与所述外壳(41)形成为一体。
3.如权利要求2所述的装置,其中所述外壳(41)具有基本为柱形的形状,并具有平的壁(46),其特征在于,所述块(54)固定至所述平的壁(46)。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述平的壁(46)可拆卸地安装在所述外壳(41)上,以允许更换所述筒(38)。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述块(54)具有基本为棱柱形的形状,并且所述块(54)仅覆盖所述平的壁(46)的一部分(60),所述筒(38)的燃料输送管(10)的入口接管(52)设置在所述平的壁(46)的另一部分(50)上。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述块(54)包括径向座(56),所述电磁阀(27)可拆卸地容纳在所述座(56)内。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述块(54)还包括轴向座(58),所述控制阀(32)可拆卸地容纳在所述轴向座(58)内。
8.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述块(54)包括与所述平的壁(46)的通道(53)连接的接管,以接收所述被过滤的燃料。
9.如权利要求8所述的装置,其中所述控制阀(32)与所述输出管(36)连接,并且其中所述泵(7)包括容纳在所述曲轴箱(33)内的致动机构(26),所述控制阀(32)的所述输出管(36)适于与所述曲轴箱(33)液压连接,以润滑并冷却所述机构(26)。
10.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述出口接管(62,72)与所述入口接管(52)平行。
11.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述块(54)设置有一组导管(63),所述导管(63)包括至少一个内管(66),以使得所述控制阀(32)的入口(34)与所述电磁阀(27)的入口(29)连通,所述电磁阀(27)的入口(29)在所述燃料的流动方向上设置在所述控制阀(32)的上游。
12.如权利要求3所述的装置,其中,所述块(54)容纳在汽车的发动机壳内,其特征在于,所述壁(46)安装在与所述泵(7)独立的所述发动机壳内。
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